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你知道什麼是坡面泥石流嗎?

2016年7月17日,發生在湖南省湘西土家族苗族自治州古丈縣墨戎鎮龍鼻村九組的泥石流事件引起了公眾的廣泛關注。雖然這次泥石流發生的規模不大,但社會影響不小。一方面是當地政府和民眾提前進行了有效的防範,沒有造成人員傷亡。另一方面是這次泥石流雖然規模只有不到一萬立方米,但其破壞力極大,5棟房屋瞬間就被完全摧毀。


根據專業調查的結果,這次泥石流被定義為坡面泥石流。對於從事地質災害調查的人而言,這個稱呼不算陌生。但對於普通大眾而言,什麼是坡面泥石流呢?


坡面泥石流都有那些特點?

1. 匯流面積與規模小


通常情況下,多數泥石流都發生在山區的溝谷里,泥石流發生時也主要沿著溝谷衝出,這些溝谷往往流域面積從數平方公里到數十平方公里不等。而坡面泥石流則是相對於溝谷泥石流的一種稱呼,是指發生在山坡上沿著具有一定匯水面積的沖溝衝出的一種小規模泥石流現象。坡面泥石流的匯水面積往往只有溝谷泥石流的幾十分之一甚至更小。由於匯水面積有限,坡面泥石流發生時一次性衝出的規模會相對較小,多介於數百立方米至數千立方米之間。


2. 破壞力強


坡面泥石流多從坡體中、上部開始起動,主要是坡體上的鬆散土體在降雨作用下產生垮塌並進入沖溝,然後混合著水體一起形成泥石流。由於坡面泥石流所處地貌部位較高,且地形坡度多在30°以上,故在向下的運動過程中勢能逐漸轉化成動能,衝出時所挾帶的大塊石具有極快的速度,當撞上建築物時就極易造成破壞。若坡面泥石流衝出時的動能足夠大,還會對前部的氣體造成迅速擠壓,並在泥石流的前端形成氣浪,這種高壓的氣浪也會對建築物造成破壞,在古丈縣龍鼻村九組泥石流發生時的視頻中就可以清楚地觀察到這樣的現象。

3. 發生頻率高


從地貌學角度看,坡面泥石流所發生的沖溝處於地貌演化的最初期階段,即相當於我們人類一生中的嬰兒時期,類似嬰兒生長的各種地表侵蝕作用強烈。坡面泥石流發生後,坡體上已垮塌的土體將會對其上部的土體失去支撐作用,對它們原本能維持的穩定性造成影響,極易在下一次降雨作用下繼續產生牽引式的垮塌並再次形成坡面泥石流。因此,坡面泥石流後續再發生的頻率會相對較高,類似人患上某些頑固疾病後具有頻繁複發的特點。


4. 治理難度大


雖然坡面泥石流一次性衝出的土體和石塊規模不大,但由於其所在地區地形坡度較陡,故對其治理起來極為困難。一方面,常規的攔沙壩、谷坊壩等工程措施在地形陡峻的條件下缺少足夠大的庫容,起不到控制泥石流規模的作用;另一方面,在陡坡上修建攔沙壩不但投入高、施工難度大,而且在壩體失效後往往會成為新的安全隱患。


如何防範坡面泥石流?

由於坡面泥石流多在陡坡上啟動,這些區域通常很少有人達到,加上植被的覆蓋,所以很難對坡體上土體變形的特徵進行有效的識別。對於山區老百姓而言,該如何防範這類泥石流呢?根據坡面泥石流的特點,在其發生前還是有一些明顯的徵兆,了解這些徵兆可採取有效的應急措施。


如2016年7月19日,在雲南省彝良縣發達村集鎮後山發生坡面泥石流,泥石流發生前坡腳的老鄉正在疏通溝道里衝出的泥沙,隨著降雨的持續,他們發現衝出來的泥沙越來越多,隨後聽到後面山坡上傳來巨大的響聲,於是趕緊組織大家撤離溝口。幾分鐘後,泥石流就沖了下來,瞬間將溝口一棟兩層樓的民房摧毀,無人員傷亡。坡面泥石流發生的前兆特徵有以下幾點:


1. 溝道水流變化特徵


坡面泥石流的物源主要來自坡體兩側的鬆散土體,在降雨初期時,會有一些少量的土體和石塊逐漸崩落進入沖溝隨著流水衝出。隨著時間的推移,這些崩落土體的量會越來越大,沖溝里的流水也會越來越渾濁,挾帶的土石量也會越來越多。此外,若降雨仍在持續,而溝道里的水突然斷流,這表明溝道已被垮塌的土體堵住,即將產生潰決並形成泥石流,這時就需要趕緊組織撤離。


2. 異常的巨響或地面振動

泥石流發生時,其挾帶的塊石在快速運動過程中的相互碰撞會發出巨大的聲響,有時會伴隨著輕微的地面震動。因此,若發現這類現象,應該立即避讓。


3. 動物的異常反應


泥石流發生時石塊的碰撞也會形成一種特殊的聲波,這種波段不在人體感知的範圍內,但動物卻能感覺得到,因此若在暴雨期間有動物或牲畜出現異常表現,也要引起重視。如2016年7月19日,雲南省彝良縣發達村另一處坡面泥石流導致靠近溝道的一間農戶圈舍被沖毀,當時那戶人家的狗就拴在圈舍門口,大雨下了不久,狗就突然不停地叫,主人出門查看時發現溝道里的水挾帶著很多的土和石塊衝出,於是趕緊組織家人撤離才未造成人員傷亡。



你知道什麼是坡面泥石流嗎?


4. 往垂直溝道的高處撤離


泥石流發生後該怎麼迅速撤離到安全地區呢?在撤離時應該沿著垂直泥石流衝出的方向(或垂直溝道的兩側)撤離,因為泥石流在衝出後其垂直方向的流速和衝擊力要小得多。撤離時還要注意的是,不要沿著比溝道低洼的垂直方向撤離,而是要往比溝道地勢更高的一側撤離。


如何對坡面泥石流進行有效的工程防治?


對於坡腳與建築之間有足夠空間的情況下,可採用修建多級攔擋牆,形成停於場,將泥石流攔截在指定區域內。


在不具備修建停於場的條件下,對於要保護的建築物,可採用修建導流堤等方式,把泥石流導入指定的區域,或修建排導槽讓泥石流順暢流出保護區。


對於公路、鐵路及管道等線性工程而言,其展布方向往往都與坡面泥石流的衝出方向垂直,故一般的措施難以達到保護的效果。在坡度條件較陡的情況下,可採用在公路、鐵路等上方修建渡槽的形式讓坡面泥石流從上方引流通過。也可以在公路、鐵路等下方開挖涵洞並修建排導槽,讓泥石流從排導槽內通過。


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